朔州陶瓷職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、隊(duì)列可以用于實(shí)現(xiàn)廣度優(yōu)先遍歷算法。在廣度優(yōu)先遍歷中，以下關(guān)于隊(duì)列的使用描述錯(cuò)誤的是（）A.從起始節(jié)點(diǎn)開始，將其入隊(duì)B.每次取出隊(duì)頭節(jié)點(diǎn)，并將其未訪問的鄰接節(jié)點(diǎn)入隊(duì)C.直到隊(duì)列為空，遍歷結(jié)束D.隊(duì)列中的節(jié)點(diǎn)順序與遍歷順序無關(guān)2、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)高效的字符串匹配算法，能夠在一個(gè)長(zhǎng)文本中快速找到給定的模式字符串的所有出現(xiàn)位置。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合是常見的解決方案？（）A.KMP算法結(jié)合數(shù)組B.暴力匹配算法結(jié)合鏈表C.后綴樹D.字典樹結(jié)合貪心算法3、圖的鄰接矩陣存儲(chǔ)方式適合于存儲(chǔ)稠密圖，而鄰接表存儲(chǔ)方式適合于存儲(chǔ)稀疏圖。假設(shè)一個(gè)圖有100個(gè)頂點(diǎn)，如果邊的數(shù)量較少，大概在100條左右，以下哪種存儲(chǔ)方式更節(jié)省存儲(chǔ)空間？（）A.鄰接矩陣B.鄰接表C.兩者存儲(chǔ)空間相同D.無法確定4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能血壓計(jì)系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量人體血壓，并通過藍(lán)牙將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)APP進(jìn)行記錄和分析。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字溫度傳感器的溫度控制系統(tǒng)，通過控制加熱或制冷設(shè)備，使環(huán)境溫度保持在設(shè)定范圍內(nèi)。6、設(shè)計(jì)一個(gè)高速數(shù)據(jù)采集卡，采樣率達(dá)到200MSa/s，分辨率為14位，輸入范圍為±10V，說明硬件選型和驅(qū)動(dòng)開發(fā)。7、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中的圖像增強(qiáng)算法，并在不同類型的圖像上進(jìn)行應(yīng)用和效果評(píng)估。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字電位器的音量控制系統(tǒng)，能夠通過按鍵或旋轉(zhuǎn)編碼器調(diào)節(jié)音量大小。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于LTC6804的電池組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)串聯(lián)電池的電壓和溫度，給出硬件電路和軟件算法。10、考慮哈希沖突的解決方法，開放定址法和鏈地址法是常見的策略。假設(shè)一個(gè)哈希表的負(fù)載較高，容易發(fā)生沖突。以下哪種方法在這種情況下可能表現(xiàn)更好（）A.開放定址法B.鏈地址法C.兩種方法效果相同D.無法確定11、在一個(gè)文本處理程序中，需要對(duì)輸入的大量文本進(jìn)行單詞頻率統(tǒng)計(jì)。也就是說，要快速確定每個(gè)單詞在文本中出現(xiàn)的次數(shù)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.棧，按照后進(jìn)先出的原則存儲(chǔ)單詞B.隊(duì)列，先進(jìn)先出地處理單詞C.二叉樹，對(duì)單詞進(jìn)行分類存儲(chǔ)D.哈希表，將單詞作為鍵，出現(xiàn)次數(shù)作為值12、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻放大器噪聲抑制電路，能夠降低放大器的噪聲水平，提高音頻質(zhì)量。13、在樹的遍歷中，如果需要按照層次從上到下、從左到右的順序訪問節(jié)點(diǎn)，應(yīng)該使用哪種遍歷方式（）A.先序遍歷B.中序遍歷C.后序遍歷D.層次遍歷14、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)和充放電控制。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能車庫(kù)照明系統(tǒng)，根據(jù)車輛進(jìn)出自動(dòng)控制燈光的開啟和關(guān)閉。16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于UWB和慣導(dǎo)融合的室內(nèi)定位系統(tǒng)，提高定位精度和可靠性，說明系統(tǒng)架構(gòu)和融合算法。17、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻功率放大器，采用甲乙類放大方式，在4Ω負(fù)載下輸出功率不小于100W，給出電路設(shè)計(jì)和散熱方案。18、已知一個(gè)棧的進(jìn)棧序列為1，2，3，4，5。則下列序列中，不可能是出棧序列的是：（）A.5，4，3，2，1B.4，5，3，2，1C.4，3，5，1，2D.1，2，3，4，519、在有向圖的最短路徑算法中，迪杰斯特拉算法具有一定的特點(diǎn)。以下關(guān)于迪杰斯特拉算法的描述，錯(cuò)誤的是（）A.它能求出從源點(diǎn)到其他所有頂點(diǎn)的最短路徑B.每次都選擇距離源點(diǎn)最近的未確定最短路徑的頂點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展C.算法的時(shí)間復(fù)雜度為O(V2)，其中V是頂點(diǎn)的數(shù)量D.該算法不能處理帶有負(fù)權(quán)邊的圖20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能工廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化監(jiān)控和調(diào)度。二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）分析在字符串匹配中，如何處理多語(yǔ)言字符集的匹配問題。2、（本題5分）在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，解釋如何使用棧實(shí)現(xiàn)括號(hào)匹配的檢驗(yàn)，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。3、（本題5分）論述如何使用二分查找在一個(gè)旋轉(zhuǎn)有序數(shù)組中查找目標(biāo)值。4、（本題5分）闡述后綴樹在自然語(yǔ)言處理中的應(yīng)用場(chǎng)景和技術(shù)挑戰(zhàn)。5、（本題5分）深入探討在圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，如何通過鄰接多重表來表示無向圖，并分析其與鄰接表的區(qū)別。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用雙向鏈表存儲(chǔ)一組浮點(diǎn)數(shù)，實(shí)現(xiàn)鏈表的冒泡排序。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)無向圖的最小生成樹算法，分別使用Prim算法和Kruskal算法實(shí)現(xiàn)，并比較兩者的性能。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，利用哈希表存儲(chǔ)電影信息（包括電影名、導(dǎo)演、主演），解決沖突采用開放定址法。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)一個(gè)學(xué)校的課程安排信息（課程編號(hào)、課程名稱、授課教師、上課時(shí)間、教室等），并支持課程的查詢和沖突檢測(cè)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)棧結(jié)構(gòu)，模擬實(shí)現(xiàn)表達(dá)式求值的功能，能夠處理四則運(yùn)算和括號(hào)，輸出計(jì)算結(jié)果。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某電商平臺(tái)的用戶行為分析系統(tǒng)需要存儲(chǔ)用戶的操作記錄，如用戶編號(hào)、操作類型（瀏覽、購(gòu)買、收藏、評(píng)價(jià)）、操作時(shí)間、操作對(duì)象等。系統(tǒng)要能夠快速分析用戶的行為模式、按照操作頻率對(duì)用戶進(jìn)行分類、新增用戶操作記錄、刪除過期記錄。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)估。2、（本題10分）一個(gè)在線考試系統(tǒng)需要記錄學(xué)生的答題情況、得分和考試時(shí)間。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，能夠